《第十三章杂环化合物.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第十三章杂环化合物.ppt（19页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、1,有 机 化 学,Organic Chemistry,2,第十三章 杂环化合物,【本章重点】,呋喃、吡咯、噻吩和吡啶的结构与化学性质。,【必须掌握的内容】,1. 杂环化合物的命名方法。,2. 呋喃、吡咯、噻吩和吡啶的结构与芳香性。,3. 呋喃、吡咯、噻吩和吡啶的化学性质,131 概 述,13-1-1 杂环化合物的涵义：,成环原子除碳以外，还有其它如O、N、S、P,3,等杂原子的环状化合物，统称为杂环化合物。,本章讨论的就是那些环为平面型，环内电子数符合 4n+2规则，具有一定芳香性的芳杂环化合物。,杂环化合物的分类：,4,13-1-2 杂环化合物的命名：,1. 音译法：,2. 杂环及环上取代
2、基的编号：,在同音汉字左边 + 口字。,(1) 母体杂环的编号：杂原子的编号为“1”。,5,杂原子邻位的碳原子也可依次用、编号。,当环上有不同杂原子时，按OSN的次序编号。若 环上连有不同的取代基，其编号按次序规则和最低系列。 如：,6,132 结构与芳香性,一、杂环化合物为什么具有芳香性？,7,8,1. 五元杂环化合物,二、具有芳香性的杂环与苯环的异同点,(1) 由此可见，苯分子中的键长完全平均化，而五元杂环化合物分子中的键长只是有一定程度的平均化。因此，五元杂环化合物的芳香性比苯差。其芳香性次序是：,离域能： 150.5 117 88 67 kj / mol,9,(2) 五元杂环化合物是富
3、电子体系，而苯环为等电子 体系，故环上的电子云密度比苯高，其亲电取代反应比苯 容易，尤其易发生在- 位。杂原子的存在相当于在环上 引入了 NH2、OH、 SH 等活化基团而使环活化， 故进行亲电取代反应的活泼顺序是：,2. 六元杂环化合物,吡啶环的键长也发生了较大程度 的平均化，C C键虽与苯相似，但 C N键变化很大，因此，其芳香性,10,也比苯差。,吡啶和苯虽然都属等电子体系，但因氮原子的电负性较大，从而使环上的电子云密度降低 ，故其亲电取代反应性能不但比苯差，且亲电取代反应发生在电子云密度较高的-位。这一特性很类似于硝基苯。,综上所述，五元、六元杂环化合物虽然都具有芳香性，但其环上的电子
4、云的密度是不同的，其电子云密度由高到低的顺序是：,11,133 五元杂环化合物的化学性质,一、亲电取代反应,五元杂环化合物进行亲电取代反应的特点是：使用较 为温和的试剂或反应条件。,12,二、五元杂环化合物亲电取代反应的定位规律,以噻吩为例：,(1) - 位上有取代基,13,(2) - 位上有取代基,这里值得注意的是：吡咯和呋喃也遵循上述规律，但当- 位上有m 定位基(如： CHO、 COOH)时，新引,入基团进入的位置与反应试剂有关。如：,14,134六元杂环化合物的化学性质,一、吡啶的化学性质,1. 碱性与成盐：,15,吡啶环上有供电子基时将使碱性增强。如：,pka 5.17 5.79 5.68 6.02,16,吡啶既然是一个碱，遇酸便形成稳定的盐。,如果用非质子的硝化试剂、磺化试剂，或用卤素、卤 代烷、酰氯与吡啶环进行反应，也将形成相应的吡啶盐：,2. 吡啶环上的亲电取代反应,17,如前所述，吡啶的亲电取代反应比苯困难，需在较强 的条件下方可发生，且发生在-位。,显然，当吡啶环上连有供电子基团时，将有利于亲电 取代反应的发生；反之，就更加难以进行亲电取代反应。,18,吡啶环也象硝基苯一样，不能发生FC烷基化和酰 基化反应。,19,3. 吡啶环上的亲核取代反应,吡啶环的亲核取代反应主要发生在-位和-位，被 取代的可以是氢原子，也可以是易于离去的基团。如：,